morgan4658
Blackbody isimasi , morotesi katastrofu nedir
morgan4658
Kara maddeyle karistirilmamasi icin ingilizcesini kullandim.Google’dan ziyade kendi anladiklarinizi yazin lutfen.Isigin kuantalardan olusmasi fikri, soruda nasil/nicin cozum uretebildi?
morgan4658
Kara maddeyle karistirilmamasi icin ingilizcesini kullandim.Google’dan ziyade kendi anladiklarinizi yazin lutfen.Isigin kuantalardan olusmasi fikri, soruna nasil/nicin cozum uretebildi?
burtay-mutlu-shibumi-tr6061
Eğer bir nesne, mutlak ısının üstünde olmak kaydıyla, verilen tüm ışımayı absorbe edebiliyor ve ısınınca tümünü geri ışıyorsa, ona kara cisim (black body) diyoruz.
Klasik fizikte akkor haldeki bir nesnenin, sahip olduğu enerjiyi en kısa dalga boylarında ışıyacağı öngörülüyordu. Bu da küçük bir kibritin bile muazzam bir parlaklıkta ışık vermesi demekti.
Böylece enerjinin kısalan dalga boyu ile artması bekleniyordu ki buda mor ötesi katastrof olarak adlandırılmıştır. (Enerjinin büyük çoğunluğu kısa dalga boyları olan mor ve ötesinde sıkışacaktı.)
Ama uygulamada ( Planck, Max) enerjinin sürekli değil, kesikli ve paketçikler olarak ışıma olduğunu gösterdi. Çünkü cisim ışırken, enerjinin önemli bir kısmı, mor ötesinde değil, ortalama dalga boylarında yoğunlaşıyordu.
Ek bilgi: https://ipfs.io/ipfs/QmT5NvUtoM5nWFfrQdVrFtvGfKFmG7AHE8P34isapyhCxX/wiki/Kara_cisim_%C4%B1%C5%9F%C4%B1mas%C4%B1.html
burtay-mutlu-shibumi-tr6061
Sorunun kaynağında bence, ışımanın kaynağında aramak gerekir.
Bildiğimiz tüm cisimler, atomlardan oluşur ve atomlarda çekirdekten yüksek enerjili fotonlar (özellikle gama ışınları) özel koşullarda yayılırken, diğer ışımanın kaynağı ise elektronlar olmaktadır.
Foto elektrik olayının mantığına uygun yaklaşırsak, enerji yüklenen elektronun titreşim dalga boyunun kısalması (ve bence genlik şiddetinin) artması ile yörünge değiştirmek zorunda kalması ile sonuçlanıyor. Ardından soğuma esnasında (dışarıdan sisteme daha yoğun enerji akışı olmadığında) elektronlar, eski yörüngelerine dönerken bu enerjiyi foton olarak ışıyorlar.
Her atomun yapısına ve elektronun yörüngesine göre, elektronun yüklenebileceği enerji miktarı sınırlı aralıklarda kalıyor. Yani, foto elektrikte olduğu gibi, çok yüksek enerjili fotonlar değil, ancak belli dalga boyu aralığındaki ışıktaki fotonların, foto elektrik etkiye yol açması gibi ...
Sisteme ne kadar enerji yüklenirse yüklensin, elektronların kabul edebileceği aralık sınırları mevcut ve geri ışımayı da bu yüzden, ortalama aralık sınırlar içinde yapabiliyorlar.
----------------------0---------------
Burada bence ilginç olan, bir fotonun enerjisinin nasıl elektronca absorbe edildiği? :-)
Bu basit ve sıradan olgu, aslında evrendeki en temel kanunu içeriyor.
Bir elektron, bir fotonu nasıl absorbe edebilir? Veya eğer çok yüksek enerjili ise niye absorbe edemez? Cevabım, titreşimlerin "yapıcı girişim" sayesinde olduğu yönünde...
Ama başka fikirler var ise okumak isterdim...
morgan4658
Bence atom absorbe ediyor, cunku serbest elektronlar fotonu absorbe edemiyorlar,veya salamiyorlar.
burtay-mutlu-shibumi-tr6061
Serbest elektronların foton absorbe edememesini ele alalım...
Niçin?
Bunun diğer anlamı, atom çekirdeği etrafındaki elektronlar ile serbest elektronlar arasında, bir şekilde bir farklılık olduğudur. Aynı değiller.
Bu farklılığı ortaya koyabilirsek, serbest elektronların neden foton absorbe edemediğini, buna karşılık çekirdek etrafındaki elektronların neden (ve nasıl?) absorbe edebildiğini de anlayabiliriz bence...
İlk olarak, çekirdek etrafındaki elektronlar, bir sistemin alt birimleri... Tüm sistem bir çok alt birimin bir araya gelmesinden oluşuyor.
1) Aralarında bağlar var.
2) Her bir elektron çiftinin yörüngesi ve spini farklı. Enerji seviyeleri farklı.
3) Eklenen enerji ile enerji seviyeleri ile yörüngeleri değişebiliyor.
...
...
Şu şekilde örnekliyorum.
Elimizde bir elektrik motoru olsun. Hani şu cep telefonlarında olanlardan.
Bu atomun çekirdeğini temsil etsin.
Sonra bu motorun çevresine, matruşka bebekler gibi kauçuk kılıflar yerleştirelim. Kılıflar arasında çok az boşluk var.
Her kauçuk kılıf, bir elektron kabuğunu temsil etsin.
Amaç, çekirdek motor ne kadar titreşirse titreşsin, bu enerjinin sistemde kalması ve kauçuk kılıfların dışından hiç bir titreşimin tespit edilemez olması (sistem nötr=0).
Eğer kılıflardan biri iç motor ile fazla titreşirse, bu enerji ile titreşimi artacak ve enerjinin bir kısmını bir sonraki kılıfa aktaracak.
Ya da sistem dışarıdan uyarılırsa, bu sefer ters yönden olmak üzere, enerji gene sisteme, çekirdeğe kadar yayılacak. Sonunda kendi dengesini tekrar bulana kadar.
Bence,
İşte bu şekilde atom uyarıldığı zaman, elektronlar da bu eklenen enerjinin titreşimini tüm sistemle paylaşıyor. Eğer dış titreşim kaynağı kalkarsa, bu sefer doğal durumlarına dönerken, üzerlerindeki bu fazla enerjiyi foton olarak atıyorlar.
Oysa serbest elektronların, enerjiyi paylaşabilecekleri ve tekrar yeni denge kurabilecekleri bir sistemleri yok. Bu yüzden, foton absorbe edemiyorlar veya ışıyamıyorlar.
morgan4658
Kismen katiliyorum,veya farkli anlamis olabilirim.
Bence serbest elektron zaten kutlesi ve momentumunun korunmasi acisindan doygunluga sahiip.Fotonla carpissa bile muhtemelen scattering olayi olacaktir.
Atom bazinda ise , dogal olarak fotonla etkilesen elektron olur atomun yapisindan dolayi.Emilen foton elektronu bir dis orbite cikarir ki, daha fazla enerji verilmesi yine atomun enerjisini korumak icin o elektrona nihayet veda etmesi gerekir , ki yapiyor da zaten :)
Isin asli ise, sanirim feymann bile bilmiyorum cevabini vermis.
burtay-mutlu-shibumi-tr6061
Katılıyorum.
Bütün olayı temelde, nötr-denge durumuna ulaşma olarak algılıyorum.
Sistemlerle ilgili olarak kullandığım bu resimdeki gibi https://ibb.co/3rnZ7pD . Tahterevallilerden oluşan bir sistemde, her bir çocuk bir temel parçacığı temsil ediyor.
Sistem bütünlüğünün dengede kalması için, tek bir elemandaki farklılığın tüm sistemi etkilemesi gerekiyor.
Daha karmaşık yapılarda da durumun benzer olduğunu düşünüyorum.
Elemanlardan birinin yükünün artması, onun alt sistemdeki denge noktasını veya ilişkisini etkilerken, oluşturdukları alt sistemin yeni durumuna göre, diğer alt sistemler ve onların alt elemanları da etkilenecek.
Oysa alt elemanları tek olarak ele aldığımızda, bir sisteme dahil olmadıkları için, eklenen enerjiyi absorbe (bünyelerinde tutma) edemiyorlar.
Ancak bir başka nokta var. İvmelenen elektronlar başka bir şekilde de olsa, enerji yüklenmiş oluyorlar. Bu durumda sadece (artan titreşim genlikleri ile) hızları artıyor olmalı.
Bu durumda (Böyle bir deney veya gözlem var mı bilmiyorum. Var ise çok işe yarardı), serbest elektrona çarpan foton, momentum paylaşımı yapıyor olmalı ve elektronun hızını etkiliyor olmalı. doğal olarak fotonun da dalga boyu değişmeli bu işlemden sonra...
(Mesela elektron tabancasından çıkan elektronları, farklı açılardan lazere maruz bırakarak, deney yapılabilinir. Yakın bir deney var ama https://www.researchgate.net/figure/Summary-of-experimental-results_tbl1_242746739 )
oktay-eldem8178
Burtay Mutlu (shibumi_tr)
Güzel bir soru,
Blackbody radiation'ı klasik fizik bilgileri ile, matematiksel olarak (temel geometri differansiyel ve maxwel denklemleri) analiz edip hesaplayan bilim adamları rayleigh-Jeans'tir. Yöntem doğru olmasına rağmen "morötesi felaket" sonucuna varıldı. Yani Bir madde ısındıkça kısa dalga boylarında gittikçe sonsuz miktarda radyasyon yapmalıydı.
Sonra planck, wien formülüne bazı katsayılar ekledi ve ölçüm sonuçları ile uyumlu bir formül elde etti ve dediler ki atom her dalga boyunda ışımayapamaz, kesikli olmalı ki toplamı sonsuz olmasın
